美国和日本超高压容器疲劳设计方法的分析比较.pdf

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1、美国和日本超高压容器疲劳设计方法的分析比较张涛，徐平。，李涛(1．浙江大学固体力学研究所，浙江杭州310027；2．浙江大学化工机械研究所，浙江杭州310027)摘要：美国机械工程师协会锅炉压力容器规范第Ⅷ篇第三分篇“高压容器建造另一规则”和日本高压气体安全协会KHK(超高压设备基准》是超高压容器设计中广泛采用的技术标准，两者在压力容器的疲劳设计方法上相似但不相同。论述了两种疲劳设计方法的分析流程；对两个标准的疲劳设计曲线、平均应力修正和表面粗糙度等问题进行比较分析；以某水晶釜简体为例，应用Abaqus软件分别按照两个标准对其进行疲劳评定。结果表明：KHK标准最佳疲劳曲线方法得到的许用寿命

2、最大、其次是ASMEⅧ一3标准设计方法、KHK标准设计疲劳曲线方法所得寿命最小。关键词：疲劳设计；超高压容器；压力容器中图分类号：TH49；TQ050．2；T-65文献标志码：A文章编号：1001—4837(2014)02—0023—06doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2014．02．004AnalysisandComparisonofAmericanandJapaneseFatigueDesignMethodofHighPressureVesselZHANGTao，XUPing，LITao。(1．InstituteofSolidMechanics，Zhejian

3、gUniversity，Hangzhou310027，China；2．InstituteofProcessE—quipment，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：ASMEBoilerandPressureVesselCode，SectionⅧDivision3，AlternativeRulesforConstructionofHighPressureVesselsandTheHighPressureGasSafetyInstituteofJapanKHK，StandardforConstruc-tionofUltraHighP

4、ressureGasFacilitiesarewidelyusedinhighpressurevesseldesign．Theyaresimilarspecificationswithdifferences．Itdiscussesthefatiguedesignprocessforpressurevesseldesign，comparesandanalyzesthedifferencesofthefatiguedesigncurves，meanstresscorrectionmethodsandsurfaceroughness．SuchastheapplicationofAbaqusfor

5、thefatigueevaluationofacrystalreactorvesselbarrel，respectivelyaccordingtoKHKandASME，showsthattheBest—fitCurveMethodofKHKstandardob—tainsthemaximumallowablelifetime，followedbymethodofASMEstandard，thelifeofKHKDesignFa—tigueCurveMethodisminimum．Keywords：fatiguedesign；highpressurevessel；pressurevessel

6、基金项目：国家质检公益性行业科研专项(201210242)；浙江省重点科技创新团队项目(2010R50001)·23·美国和日本超高压容器疲劳设计方法的分析比较Vo131．No22014力循环工况，对于多个应力循环并取循环累积系0引言数的情况不在本文考虑范围之内。超高压容器广泛应用于石油化工、等静压、聚乙烯合成、食品保鲜、人造水晶等场合。其特点是开始压力高、失效危害大，且往往承受交变载荷的作用，需要在设计阶段预测其寿命⋯。近年来，美“未爆先漏国、日本分别颁布了新的超高压容器标准，即美国二二效=模式机械工程师协会锅炉压力容器规范第Ⅷ篇第三分疲劳评定篇“高压容器建造另一规则”(以下简称ASME

7、Ⅷ一3标准)』、日本高压气体安全协会KHK(超确定交变应力强度II确定伴生平均应力高压设备基准》(以下简称KHK标准)。ASMEⅧ一3标准主要针对设计压力在69MPa以上的容器；KHK标准主要适用于设计压力在100～350等效应力强度MPa范围内的容器，研究这两个标准中的疲劳设表面粗糙度计方法，对我国制定超高压容器标准有着十分有和温度修正益的借鉴作用。二][=超高压容器与普通容器的疲劳设计方法有较代人S—N曲线后的许用寿